КАТЕГОРИЯ:


Лекция 12 спътникова навигационна система

Навигационната система сателитна - радио навигационна система, в която ролята на точките препратка навигация (никел-титановите) изпълнява навигационни изкуствени спътници (INSS), превозващи навигационно оборудване.

В 60-те години бяха създадени SNA първото поколение на "цикада" (на СССР) и "Транзит" (САЩ), считано от края на 60-те години е създаден SNA второ поколение: Global Positioning System (GPS) "Navstar" (САЩ), Global Navigation GLONASS сателитна (съветски) система. До началото на 90-те години, беше обявено за двете системи за международна употреба в полза на цивилните потребители, и публикува основните им характеристики в документа за контрол на интерфейса и на двете системи.

Навигация определяне стане постоянен и глобална, възможно по всяко време и във всяка точка на Земята и околоземното пространство. SNA второ поколение осигури почти мигновени издаване определя параметри. В САЩ, използването на въздухоплавателно средство в сателитни навигационни системи се регулира от съответните федерални разпоредби. Така, през 1995 г., Федералната авиационна администрация (FAA) прие резолюция относно използването на борда на инструменти като основни презокеански маршрути и на над bezorientirnoy терен.

В нашата страна, на самолети и хеликоптери, значителен брой от сателитен приемник-различни фирми. Най-широко използваните инструменти фирми Trimble Navigation Ltd, (Flightmate, TNL-1000 / 1000DC, TNL-2000A / 2000T / 2000Approach), Bendix King (KLN-90 / 90A / 90B, KLN-89), Garmin (GPS-95, GPSMAP -195, GPS-100, GPS-155, GPS-165), IIMorrow (Apollo-920, Precedus).

навигационни системи Сателитни включват три подсистеми: космически кораби, контрол и подсистемата за управление и на потребителите.

Космически подсистема (PAC) - набор от навигационни сателити се движат в определени орбити, излъчващи навигационни сигнали и предава значително количество режийни. Основните параметри на сателитни съзвездия GPS и GLONASS, са дадени в таблица 2.3.

Мониторинг и контрол на подсистемата (PKU) - набор от наземни съоръжения, обслужващи да събират информация от навигационни сателити, обработка и предаване на информация на борда на INSS да коригира работата си.

подсистема на потребителите включва всички различни видове оборудване за сателитна навигация, използвана за различни цели.

принцип на работа SNA се състои в измерване на времето размножаване на аз-ти спътник на потребителя, и изчисляване на разстояния R миля (наречени pseudoranges) към спътника:



; (2.9)

,

където - Времето, прекарано на преминаването на пространството между сателита и на потребителя; - Shift по време на приемника по отношение на мащаба на времето училищна система; С - скоростта на разпространение на електромагнитни вълни.

Таблица 2.3. Основните параметри на сателитни съзвездия GPS и GLONASS

система номер Наклонът на орбитата, ° период Височината на орбитата, км
общи сателити орбитални равнини сателити на самолет
GPS "ГЛОНАСС" 55.2 64.8 11 часа 57 минути 11 часа 15 мин 20 180 19 100

The pseudorange се определя от координатите на спътника и на потребителя, часове потребител грешки и други грешки при измерването:

ε I, (2.10)

където - Точната стойност на сателитна диапазон;

х SI, Y SI, Z SI и X, Y, Z - координира сателитна и потребител, съответно; ε I - вариращи грешка, причинена от грешки в I-ти се координират на сателита, влиянието на условията на разпространение и други фактори.

С най-малко четири измервания pseudorange (2.10), можем да определим координатите на потребителя X, Y, Z, и промяна на времевата линия на приемника , Satellite координати х SI, Y SI, Z SI се изчисляват за всеки желан момент, използвайки ефемериди тях. Ефемериди - е точно изчислена земята, управление и измерване комплекс и изпратен на борда на сателита за съхраняване и прехвърляне на част от данните за навигация сигнал, характеризиращи положението на спътника на точките за закрепване във времето.

измерване носеща честота Доплер позволява да се определи компоненти радиалната скорост спътници спрямо потребителя:

ε аз; (2.11)

, ,

където - Грешка при определяне на радиалната скорост, причинени от преминаването на честотата осцилатор препратка приемник ; ε аз - друга грешка при измерване на скоростта; - Измерената честота Доплер смяна на превозвача; λ н - номинален носител дължина на вълната.

процент, определен от тези уравнения , , и ,

носител е подложен на висока честота фаза на изместване въвеждате код за формиране навигационна спътникова навигация сигнал, който представлява сбор от вариращи кода и двоичен код над информацията, необходима за операцията (Фигура 2.11) на системата.

Ris.2.11.Primer фаза манипулиран сигнал Фигура 2.12. Измерване на разпространението на сигнала

носеща честота се определя от възможността за предаване на сигнала чрез земната атмосфера и приети международни споразумения относно използването на радиочестотите. Съответно, в системата GPS за свободен достъп на честота на канала носител приет L 2 = 1575,42 MHz, и за затворена (военен) канал носеща честота L 2 = 1227,6 MHz. В системата за GPS направена с кодово разделяне на сателитни сигнали. Всяка от тях излъчва специфичен своя код навигация.

Системата за GLONASS честота принцип на разделение на сигнали използва; има две честотни ленти - отворени и затворени (I = 1, 2), и всяка J - та сателитна предава сигнали в двата си честоти:

,

където е ий - Оценки букви честота; е аз 0 - първи букви честота 10 = 1602 MHz, е 20 = 1246 MHz); - Интервалът между буквено честоти ( = 0,5625 MHz, = 0,4375 MHz); J = 0, 1, 2, ... 24 - Литера стаи.

Целият обем на предаваните данни се групират в кадъра. В един кадър ще бъде прехвърлена цялата информация за даден сателит и част от целия алманах (относително груби информация за параметрите на орбитите на спътниците) система. Поради тази причина, пълно приемане на алманах придобиване изисква няколко кадъра, множество, което по същество представлява суперфрейм с продължителност 12,5 минути за системата на GPS и GLONASS на 2.5 мин. Това обяснява продължителността на времето за първоначално позициониране (когато няма алманах в паметта на приемника).

Точността на GPS са дадени в tabl.2.4. Грешките на системата ГЛОНАСС съвместими с грешки GPS система за режим, когато на разстояние S / A (наличност ограничение).

Грешки при определяне на навигационните параметри зависят от геометричните свойства на сателитна система - приемник и се характеризира с геометричен фактор. Съществуват няколко вида на геометричните фактори, определящи точността на коефициентите на влошаване DOP (разреждане на Precision) на измерване: хоризонтално координира HDOP, височина VDOP; пространственото разположение PDOP, а общото време TDOP GDOP. Всички геометрични фактори могат да бъдат определени чрез съотношението на съответното средно-квадратична грешка:

; ;

; ;

,

където - Стандартно отклонение (SD) на определението на хоризонталните координати - географска ширина φ и дължина λ; в σ, σ т - MSE определи височината и времето; - MSE определи пространствената местоположението на обекта; - RMS определение на позицията на четири-линейно пространство-време; - Стандартно отклонение вариращи в п използва спътници; σ г I - стандартно отклонение, вариращи-тото сателит.

Значително увеличаване на точността на навигация определяния се осигурява чрез използване на режим диференциално измерване. Диференциален режим SNA позволява на потребителите не само за намаляване на точността на позициониране на няколко метра, но също така за контрол на наличието на сателитни сигнали и целостта на системата. Чрез подобряване на точността и надеждността на СНС в режим на диференциала, тя може да се използва по време на кацане за всички категории на трудност, до категория CAT III.

За изпълнение на различното третиране се допълва от диференциално подсистема SNA. Той се състои от контрол и корекция станция (CCS), той добавя към наземно оборудване на СНС и поставен в специална част на устройството, на борда за приемане и обработка диференциална корекция за сателитен приемник. В основата на диференциално-режим на позициониране е образуването на разликата на проби на борда и наземни приемници. Голяма част от пространствено корелирани грешки компенсирани. Тъй като CCS може да осигури необходимата точност на корекцията в ограничена зона, за прилагането на метода на диференциала на големи площи трябва да бъдат някои от тези станции се намират.

Таблица 2.4. Грешки в GPS и диференциален режим DGPS

Източници на грешки при определяне на псевдо C / A S / A код вкл. C / A S / A код е изключен. P-код Diff. GPS
Грешки грешки сателитни часовник ефемериди йоносферни забавя тропосферен забавяне "Шум" верига приемник многопътни сигнали ограничен достъп до S / A общата грешка при определяне на псевдо средна хоризонтална геометричен фактор HDOP средната грешка при определяне на координатите 95% Средна вертикална геометричен фактор VDOP средната грешка при определянето на височината на 95% 0,5 1,5 1,5 2,2 0,5 1,5 1,5 2,2 0.3 1.5 2.2 0,5 1,5 1,6 1,5 2,2
Забележка: 1.Pogreshnosti псевдо-стойности са дадени за 1 сигма (RMS) 2. Всички стойности са в метри.

Използването на сателитна техника ще позволи на гражданските потребители чрез подобряване на точността и надеждността на навигация и подкрепа време, за да се повиши безопасността и намаляване на разходите за експлоатация по въздух, море, суша и пространство самолети. За въздуха самолети Global Action GLONASS и GPS системи ще подобрят зонален и обща навигация на самолети, да се увеличи плътността на въздушното движение, намаляване на задръстванията на основните летища, и по-добро използване на резервни летища. С подходящи SNA комуникационни канали могат да се използват за избягване на сблъсък и контрол на въздушния трафик.

<== Предишна лекция | На следващата лекция ==>
| Лекция 12 спътникова навигационна система

; Дата: 12.14.2013; ; Прегледи: 180; Нарушаването на авторските права? ;


Ние ценим Вашето мнение! Беше ли полезна публикуван материал? Да | не



ТЪРСЕНЕ:


Вижте също:



ailback.ru - Edu Doc (2013 - 2017) на година. Тя не е автор на материали, и дава на студентите с безплатно образование и използва! Най-новото допълнение , Al IP: 11.45.9.24
Page генерирана за: 0.052 сек.